Teknologi untuk menghilangkan sulfur dalam arang batu

Thread Content

Pos ini kali terakhir diubah suai oleh liaifeng pada 2018-9-3 11:18. Teknologi untuk menghilangkan sulfur dalam arang batu. Arang batu merupakan sumber bahan bakar fosil yang paling banyak terdapat di dunia, dan ia menyumbang lebih daripada 70% daripada keseluruhan simpanan bahan bakar fosil di dunia. Pada masa kini, arang batu menyumbang kira-kira 30% daripada penggunaan tenaga primer di seluruh dunia. Menurut ramalan yang dibuat oleh Persidangan Tenaga Dunia, peranan arang batu sebagai sumber tenaga utama tidak akan berubah untuk jangka masa yang lama. Dijangkakan pada tahun 2020, arang batu akan menyumbang 33.7% daripada penggunaan tenaga primer di dunia. China merupakan negara yang mempunyai pengeluaran dan penggunaan arang batu yang tinggi. Pada masa kini, arang batu menyumbang 75% daripada sumber tenaga primer di negara ini. Dalam beberapa dekad akan datang, arang batu masih akan kekal sebagai sumber tenaga utama bagi negara kita. Arang batu, sebagai sumber tenaga, telah memberikan sumbangan yang besar kepada perkembangan manusia. Namun, dalam proses penggalian dan penggunaan arang batu, timbul pelbagai masalah pencemaran. Khususnya, asap yang dihasilkan semasa pembakaran arang batu boleh menyebabkan kerosakan yang ketara, seterusnya mengancam keseimbangan ekologi dan kehidupan manusia. 　　Empat masalah alam sekitar global yang utama ialah jerebu udara, hujan asid, kesan rumah kaca, dan kerosakan lapisan ozon. Dengan perkembangan ekonomi yang pesat, masalah-masalah ini telah memberi kesan serius terhadap kehidupan manusia. Pencemaran udara mempunyai kaitan langsung dengan pengeluaran dan penggunaan tenaga. Terutamanya, penggunaan arang batu merupakan punca utama pencemaran udara berupa asap, hujan asid, serta kesan rumah kaca. Kerosakan lapisan ozon pula berkait rapat dengan pelepasan metana (CH4) semasa proses pengekstrakan arang batu. 　　Sebenarnya, arang batu, sama seperti gas asli dan minyak, bukanlah sumber pencemaran itu sendiri. Masalah pencemaran alam sekitar yang teruk berlaku disebabkan oleh penggunaan dan teknologi penukaran arang batu yang tidak efektif. Masalah alam sekitar yang timbul akibat pembakaran arang batu secara langsung masih belum mempunyai penyelesaian yang berkesan setakat ini. Oleh itu, cara asas untuk menyelesaikan masalah penggunaan arang batu yang rendah dan pencemaran yang teruk ialah dengan menggunakan sumber arang batu secara rasional, bersih, dan efisien. Mengembangkan dan menggunakan teknologi arang batu yang bersih merupakan langkah yang salah! Sumber rujukan tidak ditemui. Membincangkan dan menganalisis teknologi pembersihan asap adalah sangat penting dan perlu. 　　1.1 Kesan penggunaan arang batu terhadap alam sekitar Arang batu telah membantu memacu pertumbuhan ekonomi negara kita, namun kecekapan penggunaannya agak rendah, dan ini memberi kesan negatif terhadap alam sekitar. Qu Xiao’e telah menilai masalah pencemaran alam sekitar di China dari tahun 1990 hingga 2009. Beliau menggunakan petunjuk pencemaran seperti jumlah pelepasan SO2 daripada industri, jumlah habuk yang dihasilkan oleh industri, dan sebagainya. Hasilnya, struktur penggunaan tenaga yang bergantung pada arang batu telah menyumbang kepada pembangunan ekonomi, tetapi pada masa yang sama turut menyebabkan pencemaran alam sekitar yang serius. 　　Kebanyakan para sarjana mengkaji kesan penggunaan arang batu terhadap alam sekitar. Ada para sarjana yang menjalankan kajian dari perspektif kualitatif. Dong Xueling dan Liu Daman berpendapat bahawa asap yang dihasilkan daripada pembakaran arang batu mengandungi sejumlah bahan berbahaya. Terutamanya, zarah-zarah yang berukuran kurang dari 10 μm boleh menyebabkan pengurangan jarak penglihatan di udara, seterusnya mencemarkan alam sekitar. Lu Zhongxian dan Tang Yongshun berpendapat bahawa semasa proses penggalian arang batu, sejumlah besar debu arang batu akan terhasil. Gas berbahaya yang dihasilkan semasa proses pembakaran pula akan mencemarkan alam sekitar. Xu Ruilin dan Wang Tijian berpendapat bahawa pencemaran udara di wilayah Jiangsu merupakan jenis pencemaran yang disebabkan oleh arang batu. Mereka juga telah mengkaji kualiti udara di bandar-bandar di Jiangsu, dan mendapati bahawa bahan pencemar yang paling banyak ialah debu, zarah-zarah terampai, SO2, dan NOX. Sun Nan berpendapat bahawa penggunaan arang batu akan menyebabkan peningkatan kepekatan karbon dioksida, seterusnya mengakibatkan perubahan iklim di seluruh dunia. Liu Haibin dan Guo Zhengquan berpendapat bahawa peningkatan pelepasan karbon dioksida memerlukan negara kita untuk meningkatkan penggunaan sumber arang batu. 　　1.2 Gambaran keseluruhan teknik penghapusan sulfur dalam arang batu 　　1.2.1 Keperluannya 　　Selain digunakan untuk menjana tenaga, kira-kira separuh daripada arang batu di China digunakan dalam ketuhar industri, manakala 6% lagi digunakan untuk tujuan pembakaran domestik. Luo Jiaoing menyatakan bahawa penggunaan arang batu di negara kita adalah melalui pembakaran secara langsung. Proses pembakaran arang batu menghasilkan sejumlah besar gas berbahaya seperti asap, SO2, CO2, NOX, dan sebagainya. Gas-gas ini menyebabkan pencemaran yang teruk terhadap alam sekitar. 　　Menurut Laporan Keadaan Alam Sekitar China 2013, pada tahun 2013, daripada 473 bandar yang mempunyai sistem pemantauan hujan, sebanyak 44.4% daripadanya mengalami hujan asid. Sementara itu, sebanyak 27.5% daripada bandar tersebut mengalami hujan asid dengan kekerapan melebihi 25%. Di antaranya, peratusan bandar yang mempunyai nilai pH hujan tahunan di bawah 5.6 (hujan asid), di bawah 5.0 (hujan asid yang lebih teruk), dan di bawah 4.5 (hujan asid yang sangat teruk) masing-masing adalah 29.6%, 15.4%, dan 2.5%. Kawasan yang terjejas oleh hujan asid di seluruh negara kebanyakannya terletak di sepanjang Sungai Yangtze dan kawasan di selatan sungai tersebut. Kawasan-kawasan ini termasuk sebahagian besar wilayah Jiangxi, Fujian, Hunan, dan Chongqing. Selain itu, kawasan Delta Sungai Yangtze, Delta Sungai Pearl, serta bahagian tenggara Sichuan juga terlibat dalam kawasan yang terjejas. Kawasan hujan asid menyumbang kira-kira 10.6% daripada keluasan keseluruhan negara tersebut. Hujan asid di China berbentuk asid sulfat. SO2 yang dilepaskan oleh loji janakuasa arang batu dan sumber-sumber lain boleh tersebar ke kawasan yang jauh melalui atmosfera, lalu membentuk hujan asid. Pembakaran arang batu yang kaya dengan sulfur merupakan punca utama pencemaran hujan asid di kawasan barat daya dan tengah selatan. Kesan buruk hujan asid terhadap alam sekitar termasuk kemerosotan hutan, pengasidan tasik, kematian ikan, penurunan populasi organisma akuatik, pengasidan tanah di kawasan pertanian sehingga tanah menjadi tidak subur, peningkatan pencemaran oleh logam berat yang beracun, pengurangan pengeluaran makanan, sayur-sayuran, dan buah-buahan, serta kerosakan pada bangunan, jambatan, dan tapak bersejarah. 　　1.2.2 Kecukupan Teknologi untuk mengawal pelepasan SO2 boleh dibahagikan kepada beberapa kategori, iaitu penyingkiran sulfur sebelum pembakaran (teknik pembersihan arang batu), penyingkiran sulfur semasa pembakaran (penyingkiran sulfur di dalam tungku), dan penyingkiran sulfur selepas pembakaran (Flue Gas Desulfurization, FGD). Penghapusan sulfur sebelum pembakaran dapat menghilangkan sebahagian besar sulfur anorganik dalam arang batu, namun ia tidak berkesan terhadap sulfur organik. Ia perlu digabungkan dengan teknik penghapusan sulfur yang lain agar pelepasan SO2 dapat memenuhi keperluan alam sekitar ； Penghapusan sulfur semasa proses pembakaran dapat memudahkan proses pembersihan, sekaligus meningkatkan kecekapan penggunaan tenaga. Namun, keberkesanan penghapusan sulfur adalah rendah; selain itu, pelepasan debu juga meningkat. Sulfat yang terbentuk akibat penghapusan sulfur pula akan terurai pada suhu tinggi dalam loji kuasa arang batu ； Penghapusan sulfur daripada asap selepas pembakaran merupakan teknik yang sudah matang, stabil, dan efisien. Ia merupakan teknik penghapusan sulfur yang paling berkesan dan paling banyak digunakan untuk mengawal pelepasan SO2 ke atmosfera pada masa kini. 　　Teknologi pemisahan sulfur daripada arang sebelum pembakaran: Sulfur yang terkandung dalam arang dapat dipisahkan melalui kaedah tertentu sebelum arang tersebut dibakar atau diubah suai. Dengan cara ini, kandungan sulfur semasa proses pembakaran dapat dikurangkan, seterusnya mengurangkan pencemaran akibat gas sulfur dioksida yang dihasilkan semasa pembakaran arang. Kaedah yang digunakan termasuklah kaedah fizikal, kaedah kimia, dan kaedah mikrobiologi. 　　2.1 Teknologi penyingkiran sulfur secara fizikal Setakat ini, teknologi penyingkiran sulfur secara fizikal merupakan satu-satunya kaedah yang digunakan secara industri untuk membersihkan arang batu. Kaedah-kaedah seperti kaedah jigging, kaedah pemilihan arang batu menggunakan bahan berat, dan kaedah flotasi yang digunakan secara meluas di negara kita semuanya termasuk dalam kategori kaedah pembersihan secara fizikal. Proses pemisahan produk daripada sisa buangan merupakan langkah penting dalam proses pembersihan fizikal arang batu. Dengan kaedah fizikal, tanah, shale, dan sulfur yang terdapat dalam arang batu boleh dikeluarkan. Dengan menghancurkan arang, bahan-bahan kotor yang terikat bukan melalui ikatan kimia dapat dipisahkan daripada arang tersebut. Selanjutnya, dengan memanfaatkan perbezaan ketumpatan antara bahan organik yang membentuk arang (struktur mikro asas arang) dan bahan bukan organik yang mempunyai ketumpatan lebih tinggi, kadangkala kedua-duanya boleh dipisahkan melalui perbezaan sifat-sifat seperti keupayaan permukaannya untuk direndam air, sifat magnetik, dan sifat pengaliran elektriknya. Kaedah utama untuk memproses arang batu termasuklah kaedah flotasi moden, kaedah pengkayaan menggunakan cecair berat, kaedah pemisahan magnetik, kaedah pemisahan elektrostatik, kaedah koagulasi, serta kaedah pemisahan menggunakan pusaran udara dengan bahan perantara berat untuk arang batu bersaiz halus. 　　Rajah: Sistem pembersihan fizikal arang batu
2.2 Teknologi penghapusan sulfur secara kimia
Teknologi penghapusan sulfur secara kimia melibatkan penggunaan bahan alkali yang kuat, asid yang kuat, dan bahan oksidator yang kuat untuk menghilangkan sulfur daripada arang batu melalui proses reduksi kimia, ekstraksi nitrogen, dan pirolisis. Antara kaedah yang sering digunakan ialah kaedah Meyers, kaedah oksidasi dengan CaCl2, kaedah peleburan menggunakan NaOH, kaedah (NH)4OH, serta kaedah oksidasi menggunakan H2O2. Walaupun kaedah kimia dapat menghilangkan hampir semua sulfur anorganik dan sebahagian besar sulfur organik dalam arang batu, namun ia mempunyai kelemahan seperti syarat operasi yang rumit dan kos yang tinggi. Kadangkala, proses ini perlu dilakukan dalam keadaan asid-basa tertentu, atau bahkan pada suhu yang tinggi. Bagi arang batu yang digunakan untuk proses penghasilan kok, ia memberi kesan yang besar terhadap sifat arang batu tersebut. Contohnya, ia boleh menyebabkan daya melekat arang batu menurun dan nilai kalorinya berkurangan. Kini hanya terhad kepada kajian makmal. 　　2.3 Teknologi penguraian sulfur secara biologi
Prinsip penguraian sulfur menggunakan mikroorganisma adalah dengan memanfaatkan sifat beberapa jenis bakteria yang tahan terhadap keadaan berasid dan suhu tinggi. Bakteria ini dapat menguraikan ion Fe3+ dan So semasa proses pertumbuhannya, sekaligus membantu proses oksidasi dan penguraian pirit. Kadar penguraian sulfur melalui kaedah ini boleh mencapai lebih dari 90%. Antara kaedah yang digunakan termasuklah kaedah leaching, kaedah oksidasi permukaan, dan sebagainya. Namun, masa tindak balas untuk proses penghilangan sulfur adalah lama, dan ia sukar untuk memenuhi keperluan penggunaan proses ini dalam skala industri. Berbanding dengan kaedah fizikal dan kimia, kaedah mikrobiologi memerlukan pelaburan yang lebih sedikit dan kos operasinya juga lebih rendah. Ia mampu menghilangkan sulfida yang terdapat dalam arang secara efektif, walaupun dalam kuantiti yang sangat kecil. 　　2.4 Kesimpulan Daripada tiga kaedah untuk menghilangkan sulfur, iaitu kaedah fizikokimia, mikrobiologi, dan kaedah lain, kaedah fizikal merupakan yang paling banyak digunakan dalam industri. Kosnya juga lebih rendah ； Kaedah mikroorganisma telah menarik perhatian yang meluas di dalam dan luar negara. Namun, untuk digunakan dalam industri, masih diperlukan masa yang cukup untuk penyelidikan dan pembangunan teknologi yang berkaitan ； Hukum kimia lebih kerap digunakan di makmal. Dalam perkembangan akan datang, saya rasa penggabungan yang efektif antara tiga kaedah berbeza, mengikut kualiti arang yang berbeza, merupakan arah perkembangan yang baik. 　　Teknologi penyingkiran sulfur dalam ketuhar 3: Prinsip proses ini adalah dengan memasukkan bahan bakar dan serbuk kalsium karbida yang berfungsi sebagai bahan penyerap ke dalam bilik pembakaran pada masa yang sama. Aliran udara akan menyebabkan zarah bahan bakar, serbuk kalsium karbida, dan abu bercampur bersama-sama di dalam bilik pembakaran yang berbentuk bed fluidisasi berputar. Di sana, serbuk kalsium karbida akan terurai menjadi kalsium oksida. Kalsium oksida kemudian bergabung dengan sulfur dioksida untuk membentuk kalsium sulfat. Suhu di bilik pembakaran perlu dikawal pada sekitar 850-900°C agar reaksi dapat berlaku dengan optimum. 　　Secara umumnya, kaedah CFB digunakan. Prinsipnya ialah bahan bakar dan bahan penghilang sulfur dimasukkan ke dalam ruang pembakaran yang terletak di bahagian bawah dinding sisi tungku. Udara pertama dimasukkan melalui panel pengedaran udara yang terletak di dasar tungku, manakala udara kedua pula dimasukkan ke bahagian tengah ruang pembakaran di dinding sisi. Serbuk arang batu dan udara bercampur dengan kuat, lalu membentuk proses pembakaran jenis “fluidisasi”. Di keluaran tungku, terdapat alat pemisah berbentuk siklon serta alat untuk mengembalikan bahan-bahan yang telah dipisahkan kembali ke dalam tungku agar dapat dibakar semula. Dengan cara ini, proses pembakaran dan penghilangan sulfur dapat berlangsung lebih lama, sehingga mencapai tujuan pembakaran yang sempurna dan penghilangan sulfur yang efektif. Asap hasil pembakaran kemudian dialirkan ke permukaan pemanas di bahagian belakang tungku, sama seperti pada tungku serbuk arang batu. 　　Reaksi utama dalam proses penghapusan sulfur daripada arang batu di dalam ketuhar aliran berputar jenis fluidized bed ialah penguraian CaCO3 dan tindak balas sulfurasi antara CaO dengan SO2. Keadaan penguraian CaCO3 akan mempengaruhi secara langsung aktiviti bahan penyingkir sulfur, dan seterusnya mempengaruhi keberkesanan proses penyingkiran sulfur tersebut. Pada masa kini, dalam kajian mengenai proses pembakaran dan penguraian batu kapur, mekanisme tindak balas kimia yang mengawal proses penguraian tersebut, serta cara untuk mengawalnya, masih belum dapat ditentukan dengan pasti. 4 Prinsip dan Teknik Penghapusan Sulfur dalam Asap Selepas Pembakaran  4.1 Gambaran Umum  Proses penghapusan sulfur dalam asap boleh dibahagikan kepada tiga jenis, iaitu kaedah basah, kaedah kering, dan kaedah separa kering. Penghapusan sulfur secara basah ialah proses di mana gas asap dicuci menggunakan bahan penyerap cecair, untuk menyerap SO2 yang terdapat dalam gas asap tersebut ； Penghapusan sulfur secara kering dilakukan menggunakan bahan penyerap, bahan penyerap gas, atau katalis dalam bentuk serbuk atau zarah pepejal, untuk menghilangkan SO2 daripada asap ； Kaedah separa kering merupakan kaedah penghapusan sulfur yang berada di antara kaedah basah dan kaedah kering. Di bawah ini akan diperkenalkan beberapa teknologi penyingkiran sulfur daripada asap yang sering digunakan dalam industri, serta teknologi-teknologi baru yang dikaji dan digunakan dalam tahun-tahun kebelakangan ini. 　　4.2 Beberapa kaedah untuk mengurangkan kandungan sulfur dalam asap  4.2.1 Kaedah basah menggunakan batu kapur/lime-gypsum  Kaedah batu kapur/lime-gypsum merupakan kaedah yang paling sering digunakan dalam teknologi pengurangan kandungan sulfur dalam asap secara basah, dan ia juga merupakan kaedah yang paling banyak digunakan dalam aplikasi industri. Teknologi ini menggunakan batu kapur atau larutan kapur untuk menyerap gas SO2 yang terdapat dalam asap, di dalam penapis basah. Reaksi utama yang berlaku ialah:
Kaedah kapur: SO2 + CaO + H2O → CaSO3·H2O.
Kaedah batu kapur: SO2 + CaCO3 + H2O → CaSO3·2H2O + CO2. Cecair hasil reaksi tersebut kemudian dicampur dengan udara, agar CaSO3 dapat dioksidakan menjadi CaSO4, lalu menghasilkan produk sampingan berupa gipsum. 　　Proses ini mempunyai kelebihan seperti sumber bahan mentah yang melimpah, kos yang rendah, operasi yang boleh dipercayai, proses pengendalian yang mudah, kadar penggunaan kalsium yang tinggi (>90%), serta kecekapan dalam proses penyingkiran sulfur yang juga tinggi (>90%). Oleh sebab itu, proses ini digunakan dalam 85% daripada kemudahan penyingkiran sulfur di industri pada masa kini. Gipsum yang dihasilkan sebagai produk sampingan daripada proses ini boleh dimanfaatkan dengan berkesan untuk mengelakkan pencemaran sekunder. Untuk meningkatkan penyerapan SO2 dan proses pelarutan batu kapur, bahan tambahan boleh digunakan untuk memperbaiki keadaan tersebut. Dengan cara ini, kadar penghapusan sulfur dapat ditingkatkan, penggunaan batu kapur dapat dikurangkan, dan nisbah kalsium kepada sulfur juga dapat diturunkan. Eksperimen penggunaan asid organik yang murah dan mudah didapati sebagai bahan tambahan menunjukkan bahawa asid organik atau garam natriumnya dapat memperkuat kaedah penggunaan batu kapur/lime-gypsum untuk proses penyingkiran sulfur. Kadar penyingkiran sulfur meningkat dengan ketara, masa operasi yang stabil pula bertambah lama, dan kapasiti penyerapan larutan juga meningkat. Nisbah cecair-gas merupakan parameter penting yang mempengaruhi prestasi sistem penyingkiran sulfur. Ia boleh mempengaruhi kadar penyingkiran sulfur dalam proses penyingkiran sulfur secara basah menggunakan batu kapur dan gipsum, serta kandungan dan kepekatan batu kapur dalam larutan tersebut. Du Qian dan rakan-rakannya telah menggunakan peranti penyingkiran sulfur secara basah jenis aliran selari untuk mengkaji kesan nisbah cecair-gas terhadap kadar penyingkiran sulfur. Mereka mendapati bahawa pada nisbah cecair-gas yang sama, kadar penyingkiran sulfur meningkat seiring dengan peningkatan ketinggian, manakala kadar peningkatan tersebut pula menurun seiring dengan peningkatan ketinggian ； Pada nisbah cecair-udara yang berbeza, kadar penyingkiran sulfur meningkat seiring dengan peningkatan nisbah tersebut. 　　4.2.2 Proses penyingkiran sulfur dari air laut
Proses penyingkiran sulfur dari air laut merupakan kaedah penyingkiran sulfur daripada asap menggunakan air laut semula jadi. Prinsipnya adalah dengan membiarkan SO2 yang terdapat dalam asap diserap oleh air laut. Di sana, SO2 akan mengalami proses hidrolisis dan oksidasi. Selepas itu, cecair hasil proses tersebut dimasukkan ke dalam tangki aerasi untuk meningkatkan nilai pH, seterusnya mengurangkan pelepasan gas SO2. Udara juga dimasukkan ke dalam tangki aerasi agar SO32- dapat dioksidakan menjadi SO42-. Proses penyingkiran sulfur dari air laut bukan sahaja dapat mencapai tujuan penyingkiran sulfur, tetapi juga memenuhi standard pelepasan yang ditetapkan. Ia memberi kesan yang minimum terhadap alam sekitar laut. Oleh itu, proses ini memudahkan syarikat-syarikat yang berada di kawasan pesisir pantai untuk melaksanakan penyingkiran sulfur dari air laut. 　　Proses utama untuk menyingkirkan sulfur daripada air laut: Wang Qingzhang dan rakan-rakannya dari Universiti Laut China telah membangunkan kaedah yang menggunakan sisa buangan dari kilang alkali, iaitu sludge putih (yang terdiri daripada CaCO3 dan Mg(OH)2), serta abu hasil proses penyingkiran sulfur daripada asap di loji kuasa menggunakan kaedah separa kering (yang terdiri daripada Ca(OH)2 dan CaSO3O). Bahan-bahan ini digunakan sebagai bahan tambahan untuk meningkatkan kealkalian air laut. Dengan cara ini, gas SO2 dalam asap dapat disingkirkan. Selepas proses penyingkiran sulfur, air laut akan diproses lagi melalui proses pengoksidaan secara semula jadi atau melalui kolam rawatan khusus, agar ia memenuhi standard pelepasan yang ditetapkan. Proses ini mempunyai kelajuan penyerapan SO2 yang tinggi, memerlukan penggunaan air laut yang sedikit, dan tidak menyebabkan pencemaran sekunder. Ia sesuai untuk arang batu dengan kandungan sulfur yang berbeza-beza. Dengan menggunakan bahan buangan sebagai bahan input, proses ini jauh lebih unggul berbanding kaedah penyingkiran sulfur menggunakan air laut yang lain. 　　Huang Zonghan juga telah memanfaatkan pengalaman praktikal berkaitan sistem penyingkiran sulfur dari asap di unit ke-4 loji tenaga di bahagian barat Shenzhen (300Mw), untuk terus memperbaiki dan meningkatkan prestasi peralatan tersebut. Semua ini dilakukan berdasarkan reka bentuk dari luar negara serta pengalaman operasi di dalam dan luar negara, demi memberikan sumbangan yang lebih besar kepada usaha perlindungan alam sekitar di loji tenaga tersebut. Di antaranya, dicadangkan arah penambahbaikan selanjutnya untuk proses desulfurisasi air laut: luas kolam aerasi perlu dikurangkan sebanyak kira-kira 20% ； Menjurus ke arah saiz yang lebih kecil untuk menara penyerapan ； Batalkan penggunaan penutup laluan sampingan, atau jangan gunakan saluran asap laluan sampingan sama sekali, agar sistem penyingkiran sulfur dapat berfungsi dengan baik semasa unit tersebut beroperasi. Atau, tukar penutup laluan sampingan secara berkala, untuk memastikan ia berfungsi dengan efektif dan boleh dipercayai. 　　Proses penyingkiran sulfur daripada asap dan air laut sesuai digunakan di loji kuasa yang terletak di kawasan pesisir pantai, yang menggunakan arang batu dengan kandungan sulfur yang rendah. Proses ini agak mudah, kos pelaburan dan operasinya juga rendah, selain itu keberkesanan penyingkiran sulfurnya juga tinggi. Namun, sama ada air laut yang dilepaskan dalam kuantiti yang banyak akibat proses penyingkiran sulfur daripada air laut itu akan memberi kesan negatif terhadap alam sekitar laut, masih belum dapat dipastikan. Terdapat perdebatan berterusan mengenai sama ada loji janakuasa di kawasan pesisir pantai boleh menggunakan teknologi desulfurisasi air laut secara besar-besaran. 　　4.2.3 Proses penyingkiran sulfur menggunakan kaedah pengeringan semburan berputar Kaedah pengeringan semburan berputar merupakan teknik tipikal untuk menyingkirkan sulfur daripada asap, dan ia merupakan kaedah yang berada di antara kaedah basah dan kaedah kering. Berbanding dengan sistem penyingkiran sulfur secara basah, sistem penyingkiran sulfur secara separa kering tidak memerlukan sistem pembuatan serbuk. Dalam sistem penyingkiran sulfur secara basah, larutan air Ca(OH)2 yang disembur digantikan dengan serbuk CaO atau Ca(OH)2 serta kabut air ； Berbanding dengan sistem penyingkiran sulfur secara kering, kaedah ini berjaya mengatasi kelemahan kaedah penyemburan kalsium di dalam tungku, iaitu kecekapan tindak balas antara SO2 dan CaO yang rendah serta masa tindak balas yang lama. Dengan itu, keberkesanan penggunaan bahan penyingkiran sulfur dapat ditingkatkan. Sisa pepejal dalam keadaan kering yang dihasilkan oleh proses ini mempunyai isipadu yang kecil dan mudah diproses, justeru ia mempunyai prospek pembangunan yang baik. 　　4.2.4 Proses penyingkiran sulfur menggunakan kaedah biologi Kajian mengenai penggunaan mikroorganisma untuk menyingkirkan sulfur bermula seiring dengan kajian mengenai penggunaan mikroorganisma dalam proses pemisahan mineral. Pada tahun 1947, Colmer dan Hinkle telah menemui dan mengesahkan bahawa bakteria kemotrof dapat membantu proses oksidasi serta melarutkan pirit yang terdapat dalam arang batu. Penemuan ini dianggap sebagai permulaan kajian dalam bidang metalurgi biologi. 　　Kaedah biologi merupakan teknologi pembebasan sulfur daripada asap yang baru dibangunkan. Ia mempunyai kelebihan yang tidak dapat ditandingi oleh kaedah lain. Kaedah ini boleh digunakan pada suhu dan tekanan normal, memerlukan pelaburan yang sedikit, penggunaan tenaga yang rendah, dan tidak menyebabkan pencemaran sekunder. Prinsip penyingkiran sulfur daripada asap mikroorganisma adalah dengan menggunakan penapis berbentuk lapisan air atau menara penyerapan untuk melarutkan SO2 yang terdapat dalam asap ke dalam air. Dalam proses ini, SO2 akan diubah menjadi sulfit dan sulfat. Dalam keadaan anaerobik serta adanya sumber karbon tambahan, bakteria pengurang sulfat akan mengubah sulfit dan sulfat tersebut menjadi sulfida. Kemudian, di bawah keadaan aerobik, mikroorganisma aerobik akan mengubah sulfida tersebut menjadi sulfur tulen, sekaligus membuang sulfur daripada sistem tersebut. 　　Proses penghilangan sulfur oleh mikroorganisma boleh dibahagikan kepada kaedah langsung, kaedah tidak langsung, dan kaedah dua langkah. Di antaranya, kaedah langsung hanya sesuai untuk menghilangkan sulfur pada kepekatan yang rendah ； Proses penyingkiran sulfur mikroorganisma menggunakan kaedah tidak langsung mempunyai kelebihan seperti kos yang relatif rendah dan mudah dilaksanakan, menjadikannya sesuai untuk keadaan di China. Proses penyingkiran sulfur secara dua langkah yang dikaji oleh Cork dan rakan-rakannya melibatkan penggunaan proses respirasi anaerobik serta bakteria yang mampu menghasilkan sulfur melalui fotosintesis, untuk menukar sulfat/sulfida kepada sulfur tulen. Langkah pertama, dalam keadaan anaerobik yang ketat, ion sulfat diubah menjadi H2S dengan bantuan bakteria Desulfobacter postgateii yang mampu mereduksi sulfat ； Langkah kedua, H2S diubah menjadi sulfur tulen melalui mikroorganisma autotrof anaerobik yang menggunakan cahaya sebagai sumber tenaga, iaitu Cblorbium limicola. Dengan menggunakan bakteria denitrifikasi (T. denitrificans) dalam reaktor pengadukan anaerobik, kadar penghapusan H2S boleh mencapai 97%. Kajian terperinci yang dilakukan oleh Dasu dan Lens, serta yang lainnya, mengenai proses penyingkiran sulfur dalam mikroorganisma, telah mendorong lagi perkembangan dan kemajuan dalam bidang ini. 　　Kaedah mikroorganisma untuk penyingkiran sulfur daripada asap mempunyai kelebihan berikut: tidak memerlukan suhu atau tekanan yang tinggi, serta katalis; prosesnya boleh dilakukan pada suhu dan tekanan biasa. Kos operasinya rendah, dan peralatan yang diperlukan juga mudah. Selain itu, penggunaan mikroorganisma autotrof untuk penyingkiran sulfur memerlukan nutrisi yang sedikit, dan tidak menyebabkan pencemaran sekunder. Oleh itu, penyingkiran sulfur daripada asap menggunakan mikroorganisma merupakan teknologi kejuruteraan biologi yang praktikal dan inovatif. Teknologi ini mempunyai prospek serta potensi yang menarik, dan perlu diberi perhatian serta dikembangkan dengan segera. 　　Pengembangan teknologi penyingkiran sulfur dari asap menggunakan mikroorganisma mempunyai potensi yang besar. Wang Yanjin dan rakan-rakannya berpendapat bahawa dalam kajian-kajian akan datang, adalah penting untuk mengenal pasti spesies bakteria yang mempunyai kadar pertumbuhan yang cepat serta kemampuan penyingkiran sulfur yang baik, sebagai sebahagian daripada kajian asas yang perlu dilakukan. Mereka juga berpendapat bahawa penggunaan teknologi kejuruteraan genetik moden untuk mengubah suai beberapa jenis bakteria penghilang sulfur dapat meningkatkan keupayaan mereka untuk menukar bahan tersebut. Dengan cara ini, dapat dihasilkan bakteria yang mempunyai kadar pertumbuhan dan pembiakan yang tinggi, serta aktiviti yang kuat, selain mampu bertahan dalam pelbagai julat suhu dan nilai pH. Pemilihan dan pembiakan bakteria penghilang sulfur yang lebih sesuai dan stabil juga merupakan aspek penting dalam kajian-kajian akan datang. 　　Dengan perkembangan berterusan dalam bidang bioteknologi, teknologi penyingkiran sulfur daripada asap yang menggunakan mikroorganisma pasti akan mencapai kemajuan yang lebih besar. 　　4.3 Arah pembangunan pada masa depan Penyaring jenis Venturi yang telah diperbaiki oleh Zhang Jungang dan rakan-rakannya mampu membersihkan debu serta sulfur dioksida yang terdapat dalam asap hasil pembakaran arang batu secara efektif. Dengan cara ini, proses pembersihan debu dan pengurangan kandungan sulfur dioksida dapat dilakukan secara serentak. Ini selaras dengan arah pembangunan pengendalian asap hasil pembakaran arang batu di negara kita pada masa kini. Di antaranya, keberkesanan penyingkiran habuk daripada asap arang batu adalah sekitar (90–95)%, manakala keberkesanan pengurangan kandungan SO2 dalam asap yang kurang daripada 1200 ppm pula boleh mencapai sekitar 90%. Rintangan keseluruhan pada alat pencuci tersebut hanyalah 1078 Pa atau 10 mmH2O; oleh itu, prestasi teknikalnya sangat baik. Teknologi integrasi penghapusan debu dan sulfur telah berjaya dibangunkan. Teknologi ini saling melengkapi dengan teknologi integrasi penghapusan sulfur dan nitrogen oksida yang telah digunakan sebelum ini, sekaligus memajukan lagi kajian dan pembangunan teknologi penghapusan sulfur. 　　Keadaan semasa dan prospek teknologi penyingkiran sulfur dari arang batu Berbanding dengan teknologi FGD di negara-negara lain serta teknologi penyingkiran sulfur yang lain, teknologi penyingkiran sulfur yang ada di negara kita hanya digunakan untuk menyingkirkan sulfur daripada asap yang dihasilkan oleh ketuhar industri. Keberkesanan teknologi ini tidak tinggi, dan tahap kawalan automatiknya juga rendah. Bagi pemulihan sulfur pula, ia masih merupakan bidang yang belum dikaji. Lebih buruk lagi, negara kita masih belum memiliki teknologi penghapusan sulfur yang matang, berkesan dari segi kos, dan sesuai untuk digunakan secara meluas dalam loji janakuasa arang batu berskala besar. 　　Kita tidak boleh melonggarkan tuntutan terhadap diri sendiri, tetapi kita juga tidak boleh bersikap pesimis. Mengenai penyelidikan dan pembangunan teknologi penghapusan sulfur, **dasar yang ditetapkan adalah seperti berikut: 1. Menggalakkan penyelidikan dan pembangunan teknologi yang sesuai dengan keadaan sumber tempatan, serta teknologi yang mampu memulihkan sumber sulfur tersebut.** ； 2. Galakkan penyelidikan dan pembangunan teknologi yang dapat menghilangkan sulfur serta nitrogen daripada asap secara serentak ； 3. Galakkan penyelidikan dan pembangunan teknologi serta peralatan untuk mengendalikan, membuang, dan mengubah produk sampingan daripada proses penyingkiran sulfur menjadi sumber yang boleh digunakan semula. 　　Oleh itu, pada masa kini kita perlu berusaha untuk mempelajari dan menguasai teknologi canggih yang diperkenalkan, serta mengembangkan teknologi penyingkiran sulfur yang memiliki hak cipta sendiri, berdasarkan keadaan industri di negara kita